第六章 化学反应与能量 （期中知识清单）高一化学下学期人教版

期中知识清单（人教版第6章） 思维导图→考点清单（11大考点）→素养提升清单（7大易错点、8大方法） · 考点01 化学反应过程中存在热量变化 1.吸热反应和放热反应 (1)①把 热量的化学反应称为放热反应。 ②把 热量的化学反应称为吸热反应。 (2)常见的放热反应和吸热反应 放热反应 吸热反应 ①所有燃烧反应 ②酸碱中和反应 ③大多数化合反应 ④活泼金属跟水或酸的反应 ⑤物质的缓慢氧化 ①大多数分解反应 ②C＋CO2(以C、H2为还原剂的氧化还原反应) ③Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl(固态铵盐与碱的反应) ④NaHCO3与盐酸的反应 2.化学反应中总会伴随着能量变化 通常主要表现为热能的变化，有的 热量，有的 热量。 【易错提醒】关于吸热反应和放热反应的易错点 （1）“三个不一定”。 ①需加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如碳和氧气的反应； ②放热反应常温下不一定容易发生，如铝热反应； ③吸热反应也不一定需要加热，如Ba（OH）2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。 （2）吸热反应和放热反应都是化学变化。 ①NaOH固体溶于水是放热过程，但不是放热反应； ②升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。 · 考点02 化学反应中能量变化的原因 1.化学反应中能量变化的原因 (1)化学反应过程(物质变化) (2)化学反应中能量变化的原因 化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因。 E1＞E2，反应 能量(吸热反应)； E1＜E2，反应 能量(放热反应)。 2.化学反应中能量的决定因素 化学反应中能量变化决定于反应物的总能量和生成物总能量的相对大小。 放热反应 吸热反应 化学能转化为热能 热能转化为化学能被生成物“储存” 【归纳总结】放热反应与吸热反应比较 类型 比较 放热反应 吸热反应 定义 释放热量的化学反应 吸收热量的化学反应 形成 原因 反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量 反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量 与化学键 的关系 生成物分子成键时释放的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量 生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量 图示 【归纳总结】化学反应中能量变化的计算： (1)用E(反应物)表示反应物的总能量，E(生成物)表示生成物的总能量，ΔQ表示能量变化，则：ΔQ＝E(生成物)－E(反应物)。 (2)用Q(吸)表示反应物分子断裂时吸收的总能量，Q(放)表示生成物分子成键时放出的总能量，ΔQ＝Q(吸)－Q(放)。 · 考点03 人类对能源的利用 1.能源使用历史： 早期以树枝杂草为主要能源，现代以 为主要能源。 2.化石燃料利用过程中存在的问题 （1）储量有限，短期内不可再生。 （2）煤和石油产品燃烧排放的 等是大气污染物的主要来源。 3.节能减排的措施 （1）燃料燃烧阶段提高燃料的燃烧效率。 （2）能量利用阶段提高能源的利用率。 （3）开发使用新能源，目前人们比较关注的新能源有 等。 【知识拓展】能源的多角度分类 分类依据 种类 举例 来源 来自太阳辐射的能量 太阳能、煤、石油、天然气、生物质能、风能等 来自地球内部的能量 地热能、核能 来自天体的引力能量 潮汐能 转换 过程 一次能源 太阳能、煤、石油、天然气、生物质能、风能 二次能源 石油制品、煤气、电能 利用 历史 化石燃料 煤、石油、天然气 新能源 太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能、生物质能等 性质 可再生能源 太阳能、风能、水能、生物质能 不可再生能源 煤、石油、天然气、核能 · 考点04 原电池及其原理 1.原电池的概念 原电池是把 能转化为 能的装置； 原电池的反应本质是 反应。 2.原电池的工作原理 (1)铜锌原电池 电极材料 电极名称 电子流向 电极反应式 反应类型 锌 反应 铜 反应 总反应 化学方程式： 离子方程式： (2)能量转化：化学能转变为 能。 3.原电池的构成条件 理论上，放热的 反应均可构成原电池。 装置条件：(1)具有 的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)。 (2)溶液：两电极均插入 溶液中。 (3)导线：两电极用导线相连，形成 。 【方法技巧】原电池的判定方法 一看反应原理(能否自发地进行氧化还原反应)；二看构成条件(两极一液成回路：两个活泼性不同的电极，插入电解质溶液中，装置形成闭合回路)。 4.原电池正、负极的判断 5.原电池中电子、离子的移动规律 在原电池中，电子在导线中定向移动(由负极流出，流入正极)，离子在溶液中定向移动(阳离子移向正极，阴离子移向负极)，即“电子不下水，离子不上岸”或“电子走陆路，离子走水路”，它们共同组成了一个完整的闭合回路。 6.原电池的工作原理 负极 正极 电极材料 活泼性较强的金属 活泼性较弱的金属或能导电的非金属 电子流向 电子流出极 电子流入极 离子移 动方向 阴离子移向的极 阳离子移向的极 反应类型 氧化反应 还原反应 反应现象 溶解的极 增重或有气泡放出的极 电极反应式 还原剂－ne－===氧化产物 氧化剂＋ne－===还原产物 · 考点05 原电池的应用和设计 1．加快化学反应速率 2．比较金属活泼性强弱 两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属 。 3．设计原电池 （1）依据：已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料（或在负极上被氧化），氧化剂（一般为电解质溶液中的阳离子）在正极上被还原。 （2）选择合适的材料 ①电极材料：电极材料必须导电。负极材料一般选择较活泼的金属材料，或者在该氧化还原反应中，本身失去电子的材料；正极材料一般活泼性比负极的弱，也可以是能导电的非金属。 ②电解质溶液：电解质溶液一般能与负极材料反应。 3．设计思路 (1)定：确定一个能够自发进行的 反应。 (2)拆：将氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应两个半反应，分别作为负极和正极的电极反应。 还原剂－ne－===氧化产物(负极电极反应)； 氧化剂＋ne－===还原产物(正极电极反应)。 (3)找：根据氧化还原反应中的还原剂和氧化剂确定原电池的负极和电解质溶液，正极一般选择比负极稳定的金属或能导电的非金属。 (4)画：连接电路形成闭合回路，画出原电池示意图。 · 考点06 一次电池和二次电池 1.一次电池 (1)特点：电池放电后 充电(内部的氧化还原反应 逆向进行)，如锌锰干电池属于一次电池。 (2)锌锰干电池的构造如图所示： ①锌筒为 ，电极反应是Zn－2e－===Zn2＋。 ②石墨棒为 ，最终被还原的物质是 。 ③NH4Cl糊的作用 。 2.二次电池(充电电池) (1)特点：二次电池在放电时所进行的 ，在充电时可以 ，使电池恢复到放电前的状态。 (2)能量转化：化学能电能 (3)常见的充电电池：铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池。 · 考点07 燃料电池及其电极反应式的书写 1.燃料电池 (1)特点：①反应物储存在电池外部，②能量转换效率高、清洁、安全，③供电量易于调节。 (2)燃料电池常用的燃料有： 、乙醇等。 常用氧化剂：氧气。 2.燃料电池电极反应式的书写 (1)写出电池总反应式。燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加合后的反应。甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的总反应为CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。 (2)写出电池的正极反应式。 无论负极燃料是H2还是含碳燃料(CO、CH4、CH3OH、C4H10、C2H5OH……)，正极一般都是O2发生还原反应，在碱性条件下，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，若在酸性条件下，则正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。 (3)写出负极反应式：负极反应式＝总反应式－正极反应式。 · 考点08 化学反应速率 1．概念：用来衡量化学反应进行快慢的物理量 2．表示方法：单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加 3．计算公式：v＝＝ （1）常用单位：mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1或mol·L－1·h－1 （2）适用范围 ①表示气体物质或溶液中可溶性物质的速率 ②不表示固体或纯液体物质的速率 （3）说明 ①化学反应速率表示某段时间内的平均反应速率，不表示即时速率 ②化学反应速率只有正值，没有负值 ③固体或纯液体也有反应速率，只不过不能用该方法表示 ④随着反应的进行，反应物的浓度逐渐减小，反应速率越来越慢 4．利用关系式计算 （1）应用前提：同一化学反应 （2）常用关系：速率比＝化学计量数比＝物质的量浓度变化比＝物质的量变化比 5．大小比较 （1）比较前提：同一反应，同一物质，同一单位 （2）换算方法：各物质的速率除以相应的化学计量数，数大的速率快 · 考点09 化学反应速率的影响因素 1．内因：反应物本身的性质 2．外因 （1）基本规律： ①温度：温度越高，化学反应速率 ②压强：气体反应的压强越大，化学反应速率 ③浓度：浓度越大，化学反应速率 ④催化剂：有催化剂，化学反应速率 ⑤接触面积：反应物的颗粒越小，接触面积越大，化学反应速率 ⑥原电池：形成原电池，可以加快氧化还原反应的速率 （2）特殊情况 ①固体和纯液体的浓度为定值，量变化对速率无影响 ②压强变化对非气体反应速率无影响 ③催化剂：显著的改变（加快或减慢）正逆反应速率 ④恒容容器通无关气体，压强增大，浓度不变，速率不变 ⑤恒压容器通无关气体，体积变大，浓度减小，速率减慢 ⑥催化反应：若升高温度，反应速率减慢，其可能的原因是催化剂失活 3．全程速率-时间图像 （1）OB段反应速率变化的可能原因为： ①反应放热，使温度升高，反应速率加快 ②反应生成催化剂，反应速率加快 （2）BC段反应速率变化的可能原因为：反应物浓度降低，反应速率减慢 4．探究外界条件对化学反应速率的影响 （1）方法：控制变量法 （2）溶液反应：加水调节溶液的总体积不变，以保证某种成分的浓度不变 （3）实例：探究Y溶液浓度对反应速率的影响 实验（混合溶液） 1 2 3 4 5 6 4mol/LX溶液/mL 60 60 60 60 60 60 饱和Y溶液/mL 0 1.0 5.0 10 20 40 H2O/mL 40 39 35 30 20 0 · 考点10 化学反应限度 一、可逆反应 1．可逆反应的判断：反应形式相反，反应条件相同 2．可逆反应的特点 （1） 性：正逆反应同时进行 （2） 性：反应条件完全相同 （3） 性 ①反应不可能进行到底，即反应体系中反应物与生成物共存 ②各组分的浓度都大于零 3．证明某反应为可逆反应 （1）检验出某种生成物 （2）检验量少的反应物是否有剩余 二、化学平衡状态 1．化学平衡状态的特征 2．判断化学平衡状态的依据 （1）本质标志：v正＝v逆 ①同一组分的生成速率和消耗速率相等 ②不同物质的正逆反应速率比等于化学计量数之比 （2）宏观标志：某些量开始变化，后来不变 ①某组分的质量、物质的量、浓度、颜色不再变化 ②反应物的转化率不再变化 （3）限度标志：可逆反应所能达到的最大程度 ①反应物的转化率最大，百分含量最小 ②生成物的产率最大，百分含量最大 3．判断化学平衡状态的常用公式 （1）混合气体的密度：ρ＝＝ （2）混合气体的平均摩尔质量：＝＝ （3）气体状态方程：PV＝nRT · 考点11 反应条件的控制 1.化学反应条件控制的目的 (1)促进有利的化学反应：提高反应速率，提高反应物的 即原料的利用率。 (2)抑制有害的化学反应：降低反应速率，控制 的发生，减少甚至消除有害物质的产生。 2.化工生产中反应条件的调控 (1)考虑因素 化工生产中调控反应条件时，需要考虑 的成本和实际可能性。 (2)实例——合成氨生产条件的选择 · 易错点1 吸热反应和放热反应 (1)需加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如碳和氧气的反应。 (2)放热反应常温下不一定容易发生，如铝热反应。 (3)吸热反应不一定需要加热，如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。 (4)放热(或吸热)过程不一定是放热(或吸热)反应，如冰融化是吸热过程而不是吸热反应。 【判断对错】 (1)镁条在空气中燃烧是放热反应，反应过程中所释放的能量全部转化为热能(　　) (2)相同条件下形成1 mol H—Cl放出的能量与断开1 mol H—Cl吸收的能量相等(　　) (3)H2中H—H断裂是吸热反应(　　) (4)已知Fe与稀盐酸的反应为放热反应，即Fe的能量大于H2的能量(　　) (5)石墨转化为金刚石需要吸收热量，所以金刚石更稳定(　　) · 易错点2 原电池及其判断 【判断对错】 (1)燃料电池是利用燃料的燃烧发电(　　) (2)燃料电池中，燃料在正极上发生氧化反应(　　) (3)氢氧燃料电池将热能直接转变为电能(　　) (4)原电池中正极材料一定发生还原反应(　　) (5)原电池中的负极反应一定是电极材料失电子(　　) · 易错点3 电极方程式的正误判断 【判断对错】 (1)注意电子转移的方向与数目是否正确。如O2-4e-+2H2O===4OH-(　　) (2)注意电极反应式与正负极是否对应。如某电池正极反应式为Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2(　　) (3)注意电极反应式是否符合溶液的酸碱性。如碱性条件下：CH4-8e-+2H2O===CO2+8H+(　　) (4)注意电极产物与电解质溶液是否反应。如铅酸蓄电池负极：Pb-2e-===Pb2+(　　) · 易错点4 反应速率相关判断 【判断对错】 (1)化学反应越快现象越明显。 （ ） (2)v(A)=0.1 mol·L-1·s-1指1 s时c(A)=0.1 mol·L-1。 （ ） (3)同一个化学反应，无论用哪一种物质计算所得化学反应速率的数值均相同。 （ ） (4)当v(A)=6 mol·L-1·min-1、v(B)=0.1 mol·L-1·s-1时，v(A)=v(B)。 （ ） · 易错点5 反应速率的影响因素 【判断对错】 (1)硫酸的浓度越大，与铁反应产生气体的速率就越快。（ ） (2)相同表面积的铁、铝与同温同浓度的盐酸反应，速率不同。（ ） (3)催化剂一般能加快化学反应的速率。（ ） (4)冰箱能长期储存食品，与其温度低导致化学反应速率慢有关。（ ） · 易错点6 可逆反应的判断 可逆反应是在相同条件下同时向正、逆两个方向进行的化学反应。其特点是反应物与产物共存，反应进行不彻底。 【判断对错】 (1)化学反应进行完毕之前反应物与产物共存，此时化学反应为可逆反应。( ) (2)化学平衡状态时，反应已经停止。( ) (3)氯气与水反应为可逆反应。( ) (4)正反应先发生，逆反应后发生。( ) (5)水结冰和冰融化互为可逆反应。( ) · 易错点7 平衡状态的判断 【判断对错】 (1)1 mol N2和3 mol H2在一定条件下可完全生成2 mol NH3(　　) (2)化学反应达到化学平衡状态时正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等(　　) (3)可逆反应达到平衡状态时，各反应物、生成物的浓度相等(　　) (4)化学反应在一定条件下建立平衡状态时，化学反应将会停止(　　) (5)一定条件下，可以通过延长化学反应的时间来改变反应物的最大转化率(　　) · 方法1 放热反应与吸热反应的判断方法 1.从化学键变化的角度判断，如果旧键断裂吸收的能量大于新键形成释放的能量，则该反应为吸热反应，反之则为放热反应。 2.从物质本身具有的能量高低判断，如果反应物的总能量大于生成物的总能量，则该反应为放热反应，反之则为吸热反应。 3.从反应的热效应判断，如果反应后体系温度降低，则该反应属于吸热反应，反之则属于放热反应。 4.从反应的加热方式判断，需要持续加热才能进行的反应一般是吸热反应，如碳酸钙的受热分解;若反应在开始时需要加热，反应开始后不再加热就能继续进行，则该反应为放热反应，如铁与硫的反应。 · 方法2 化学反应中能量变化大小的计算方法 1.根据反应物总能量和生成物总能量计算 ΔE=E(生成物的总能量)-E(反应物的总能量) 2.根据化学键断裂吸收的能量和化学键形成释放的能量计算 ①根据化学方程式确定断键、成键的物质的量。 ②确定断键吸收的总能量和成键释放的总能量。 ③计算反应的能量变化大小 ΔE=E(断键吸收的能量总和)-E(成键释放的能量总和) · 方法3 电极反应式的书写原则和方法 1.书写电极反应式的原则 电极反应式遵循质量守恒、得失电子守恒及电荷守恒，遵循离子方程式的书写规则，两电极反应式相加得电池总化学(或离子)方程式。 2.书写电极反应式的基本方法 (1)类型一　题目给定原电池的装置图，未给总反应式 ①首先找出原电池的正、负极，即分别找出氧化剂和还原剂。 ②结合电解质判断出还原产物和氧化产物。 ③遵循氧化还原反应离子方程式配平原则，写出电极反应式。(注意：电极产物能否与电解质溶液共存，如铅蓄电池的负极铅失电子变为Pb2＋，但Pb2＋与硫酸溶液中的SO不共存，因而负极电极反应式为Pb－2e－＋SO===PbSO4) ④将两电极反应式相加(注意两极得失电子数相等)可得电池总反应式。 (2)类型二　题目中给出原电池的总反应式 ①分析原电池总反应式中各元素的化合价变化情况，找出氧化剂及其对应的还原产物，氧化剂发生的反应即为正极反应；找出还原剂及其对应的氧化产物，还原剂发生的反应即为负极反应。 ②当氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物由多种元素组成时，还应考虑电解质是否参与了反应。 ③若有一个电极反应式较难写出，可先写出较易写出的电极反应式，然后再用总反应式减去该电极反应式即得到另一电极反应式。 · 方法4 化学反应速率大小的比较方法 1.定性比较 通过明显的实验现象(如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢等)来定性判断化学反应的快慢。 2.定量比较 对同一化学反应，用不同物质表示化学反应速率时，数值可能不同。比较时应统一单位。 ①归一法 根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，将用不同物质表示的化学反应速率换算为用同一种物质表示的化学反应速率，最后依据数值大小进行比较。 ②比值法 可通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率大。 · 方法5 化学平衡状态的判断方法 反应 mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) 混合物体系中 各成分的含量 各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定 平衡 各物质的质量或各物质的质量分数一定 平衡 各气体的体积或体积分数一定 平衡 总体积、总压强、总物质的量一定 不一定平衡 正、逆反应速率的关系 v正=v逆 平衡 压强 m+n≠p+q时，总压强一定(恒温恒容)或总体积一定(恒温恒压)或总物质的量一定 平衡 若m+n=p+q，总压强一定或总体积一定或总物质的量一定 不一定平衡 混合气体的平均相对 分子质量() 当m+n≠p+q时，一定 平衡 当m+n=p+q时，一定 不一定平衡 温度 任何化学反应都伴随着能量的变化，当体系温度一定时(其他不变) 平衡 体系的密度(ρ) 密度一定 不一定平衡 其他 如体系颜色不再变化等 平衡 · 方法6 化学平衡状态的思维方法 (1)两审 ①审反应条件：看反应是在恒温恒容还是恒温恒压下进行。 ②审反应特点：看反应物和生成物是否存在固体或液体，看反应前后气体分子总数是否发生变化。 (2)基本方法 · 方法7 化学反应速率与限度的图像分析方法 化学反应速率与化学反应限度问题常以图像题的形式出现，在相关图像的平面直角坐标系中，可能出现的物理量有物质的量、浓度、时间等。解题时，重点是理解图像的意义和特点。 1.关注图像中的“点、线、面” (1)关注“面”——明确研究对象 理解各坐标轴所代表量的意义及曲线所表示的是哪些量之间的关系。弄清楚是物质的量，还是物质的量浓度随时间的变化。 (2)关注“线” ①弄清曲线的走向，是增大还是减小，确定反应物和生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物。 ②分清突变和渐变；理解曲线“平”与“陡”即斜率大小的意义。 (3)关注“点” 解题时要特别关注特殊点，如坐标轴的交点、几条曲线的交叉点、极值点、转折点等。深刻理解这些特殊点的意义。 2.联系规律 如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系，各物质的化学反应速率之比与化学计量数之比的关系，外界条件的改变对化学反应速率的影响规律等。 3.正确判断 根据题干和题目要求，结合图像信息，正确利用相关规律作出正确的判断。 · 方法8 化学反应速率及平衡的相关计算方法 1.列出一个模型——“三段式”思维模型 解答有关化学反应速率和化学平衡的计算题时，一般需要写出化学方程式，列出起始量、变化量及平衡量，再根据题设其他条件和定律列方程求解。如mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，令A、B起始物质的量分别为a mol、b mol，达到平衡后消耗A的物质的量为mx mol。 注意　(1)a、b也可指浓度或气体的体积、压强等。 (2)明确三个量的关系 ①同一反应物：起始量-变化量=平衡量。 ②同一生成物：起始量+变化量=平衡量。 ③各变化量之比=各物质的化学计量数之比。 2.掌握四个公式——“三段式”应用 (1)反应物转化率：A的转化率=×100%。 (2)生成物产率：C的产率=×100%。 (3)平衡混合物某组分的百分含量=×100%。 (4)平衡混合物某气体组分的体积分数=×100%。 学科网（北京）股份有限公司8 / 13 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 期中知识清单（人教版第6章） 思维导图→考点清单（11大考点）→素养提升清单（7大易错点、8大方法） · 考点01 化学反应过程中存在热量变化 1.吸热反应和放热反应 (1)①把释放热量的化学反应称为放热反应。 ②把吸收热量的化学反应称为吸热反应。 (2)常见的放热反应和吸热反应 放热反应 吸热反应 ①所有燃烧反应 ②酸碱中和反应 ③大多数化合反应 ④活泼金属跟水或酸的反应 ⑤物质的缓慢氧化 ①大多数分解反应 ②C＋CO2(以C、H2为还原剂的氧化还原反应) ③Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl(固态铵盐与碱的反应) ④NaHCO3与盐酸的反应 2.化学反应中总会伴随着能量变化 通常主要表现为热能的变化，有的放出热量，有的吸收热量。 【易错提醒】关于吸热反应和放热反应的易错点 （1）“三个不一定”。 ①需加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如碳和氧气的反应； ②放热反应常温下不一定容易发生，如铝热反应； ③吸热反应也不一定需要加热，如Ba（OH）2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。 （2）吸热反应和放热反应都是化学变化。 ①NaOH固体溶于水是放热过程，但不是放热反应； ②升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。 · 考点02 化学反应中能量变化的原因 1.化学反应中能量变化的原因 (1)化学反应过程(物质变化) (2)化学反应中能量变化的原因 化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因。 E1＞E2，反应吸收能量(吸热反应)； E1＜E2，反应放出能量(放热反应)。 2.化学反应中能量的决定因素 化学反应中能量变化决定于反应物的总能量和生成物总能量的相对大小。 放热反应 吸热反应 化学能转化为热能 热能转化为化学能被生成物“储存” 【归纳总结】放热反应与吸热反应比较 类型 比较 放热反应 吸热反应 定义 释放热量的化学反应 吸收热量的化学反应 形成 原因 反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量 反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量 与化学键 的关系 生成物分子成键时释放的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量 生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量 图示 【归纳总结】化学反应中能量变化的计算： (1)用E(反应物)表示反应物的总能量，E(生成物)表示生成物的总能量，ΔQ表示能量变化，则：ΔQ＝E(生成物)－E(反应物)。 (2)用Q(吸)表示反应物分子断裂时吸收的总能量，Q(放)表示生成物分子成键时放出的总能量，ΔQ＝Q(吸)－Q(放)。 · 考点03 人类对能源的利用 1.能源使用历史： 早期以树枝杂草为主要能源，现代以煤、石油和天然气为主要能源。 2.化石燃料利用过程中存在的问题 （1）储量有限，短期内不可再生。 （2）煤和石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等是大气污染物的主要来源。 3.节能减排的措施 （1）燃料燃烧阶段提高燃料的燃烧效率。 （2）能量利用阶段提高能源的利用率。 （3）开发使用新能源，目前人们比较关注的新能源有太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等。 【知识拓展】能源的多角度分类 分类依据 种类 举例 来源 来自太阳辐射的能量 太阳能、煤、石油、天然气、生物质能、风能等 来自地球内部的能量 地热能、核能 来自天体的引力能量 潮汐能 转换 过程 一次能源 太阳能、煤、石油、天然气、生物质能、风能 二次能源 石油制品、煤气、电能 利用 历史 化石燃料 煤、石油、天然气 新能源 太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能、生物质能等 性质 可再生能源 太阳能、风能、水能、生物质能 不可再生能源 煤、石油、天然气、核能 · 考点04 原电池及其原理 1.原电池的概念 原电池是把化学能转化为电能的装置； 原电池的反应本质是氧化还原反应。 2.原电池的工作原理 (1)铜锌原电池 电极材料 电极名称 电子流向 电极反应式 反应类型 锌 负极 流出 Zn－2e－===Zn2+ 氧化反应 铜 正极 流入 2H++2e－===H2↑ 还原反应 总反应 化学方程式：Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑ 离子方程式：Zn+2H+===Zn2++H2↑ (2)能量转化：化学能转变为电能。 3.原电池的构成条件 理论上，放热的氧化还原反应均可构成原电池。 装置条件：(1)具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属)。 (2)溶液：两电极均插入电解质溶液中。 (3)导线：两电极用导线相连，形成闭合回路。 【方法技巧】原电池的判定方法 一看反应原理(能否自发地进行氧化还原反应)；二看构成条件(两极一液成回路：两个活泼性不同的电极，插入电解质溶液中，装置形成闭合回路)。 4.原电池正、负极的判断 5.原电池中电子、离子的移动规律 在原电池中，电子在导线中定向移动(由负极流出，流入正极)，离子在溶液中定向移动(阳离子移向正极，阴离子移向负极)，即“电子不下水，离子不上岸”或“电子走陆路，离子走水路”，它们共同组成了一个完整的闭合回路。 6.原电池的工作原理 负极 正极 电极材料 活泼性较强的金属 活泼性较弱的金属或能导电的非金属 电子流向 电子流出极 电子流入极 离子移 动方向 阴离子移向的极 阳离子移向的极 反应类型 氧化反应 还原反应 反应现象 溶解的极 增重或有气泡放出的极 电极反应式 还原剂－ne－===氧化产物 氧化剂＋ne－===还原产物 · 考点05 原电池的应用和设计 1．加快化学反应速率 2．比较金属活泼性强弱 两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。 3．设计原电池 （1）依据：已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料（或在负极上被氧化），氧化剂（一般为电解质溶液中的阳离子）在正极上被还原。 （2）选择合适的材料 ①电极材料：电极材料必须导电。负极材料一般选择较活泼的金属材料，或者在该氧化还原反应中，本身失去电子的材料；正极材料一般活泼性比负极的弱，也可以是能导电的非金属。 ②电解质溶液：电解质溶液一般能与负极材料反应。 3．设计思路 (1)定：确定一个能够自发进行的氧化还原反应。 (2)拆：将氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应两个半反应，分别作为负极和正极的电极反应。 还原剂－ne－===氧化产物(负极电极反应)； 氧化剂＋ne－===还原产物(正极电极反应)。 (3)找：根据氧化还原反应中的还原剂和氧化剂确定原电池的负极和电解质溶液，正极一般选择比负极稳定的金属或能导电的非金属。 (4)画：连接电路形成闭合回路，画出原电池示意图。 · 考点06 一次电池和二次电池 1.一次电池 (1)特点：电池放电后不能充电(内部的氧化还原反应无法逆向进行)，如锌锰干电池属于一次电池。 (2)锌锰干电池的构造如图所示： ①锌筒为负极，电极反应是Zn－2e－===Zn2＋。 ②石墨棒为正极，最终被还原的物质是二氧化锰。 ③NH4Cl糊的作用电解质溶液。 2.二次电池(充电电池) (1)特点：二次电池在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。 (2)能量转化：化学能电能 (3)常见的充电电池：铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池。 · 考点07 燃料电池及其电极反应式的书写 1.燃料电池 (1)特点：①反应物储存在电池外部，②能量转换效率高、清洁、安全，③供电量易于调节。 (2)燃料电池常用的燃料有：氢气、甲烷、乙醇等。 常用氧化剂：氧气。 2.燃料电池电极反应式的书写 (1)写出电池总反应式。燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加合后的反应。甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的总反应为CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。 (2)写出电池的正极反应式。 无论负极燃料是H2还是含碳燃料(CO、CH4、CH3OH、C4H10、C2H5OH……)，正极一般都是O2发生还原反应，在碱性条件下，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，若在酸性条件下，则正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。 (3)写出负极反应式：负极反应式＝总反应式－正极反应式。 · 考点08 化学反应速率 1．概念：用来衡量化学反应进行快慢的物理量 2．表示方法：单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加 3．计算公式：v＝＝ （1）常用单位：mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1或mol·L－1·h－1 （2）适用范围 ①表示气体物质或溶液中可溶性物质的速率 ②不表示固体或纯液体物质的速率 （3）说明 ①化学反应速率表示某段时间内的平均反应速率，不表示即时速率 ②化学反应速率只有正值，没有负值 ③固体或纯液体也有反应速率，只不过不能用该方法表示 ④随着反应的进行，反应物的浓度逐渐减小，反应速率越来越慢 4．利用关系式计算 （1）应用前提：同一化学反应 （2）常用关系：速率比＝化学计量数比＝物质的量浓度变化比＝物质的量变化比 5．大小比较 （1）比较前提：同一反应，同一物质，同一单位 （2）换算方法：各物质的速率除以相应的化学计量数，数大的速率快 · 考点09 化学反应速率的影响因素 1．内因：反应物本身的性质 2．外因 （1）基本规律： ①温度：温度越高，化学反应速率越快 ②压强：气体反应的压强越大，化学反应速率越快 ③浓度：浓度越大，化学反应速率越快 ④催化剂：有催化剂，化学反应速率越快 ⑤接触面积：反应物的颗粒越小，接触面积越大，化学反应速率越快 ⑥原电池：形成原电池，可以加快氧化还原反应的速率 （2）特殊情况 ①固体和纯液体的浓度为定值，量变化对速率无影响 ②压强变化对非气体反应速率无影响 ③催化剂：显著的改变（加快或减慢）正逆反应速率 ④恒容容器通无关气体，压强增大，浓度不变，速率不变 ⑤恒压容器通无关气体，体积变大，浓度减小，速率减慢 ⑥催化反应：若升高温度，反应速率减慢，其可能的原因是催化剂失活 3．全程速率-时间图像 （1）OB段反应速率变化的可能原因为： ①反应放热，使温度升高，反应速率加快 ②反应生成催化剂，反应速率加快 （2）BC段反应速率变化的可能原因为：反应物浓度降低，反应速率减慢 4．探究外界条件对化学反应速率的影响 （1）方法：控制变量法 （2）溶液反应：加水调节溶液的总体积不变，以保证某种成分的浓度不变 （3）实例：探究Y溶液浓度对反应速率的影响 实验（混合溶液） 1 2 3 4 5 6 4mol/LX溶液/mL 60 60 60 60 60 60 饱和Y溶液/mL 0 1.0 5.0 10 20 40 H2O/mL 40 39 35 30 20 0 · 考点10 化学反应限度 一、可逆反应 1．可逆反应的判断：反应形式相反，反应条件相同 2．可逆反应的特点 （1）同步性：正逆反应同时进行 （2）等同性：反应条件完全相同 （3）共存性 ①反应不可能进行到底，即反应体系中反应物与生成物共存 ②各组分的浓度都大于零 3．证明某反应为可逆反应 （1）检验出某种生成物 （2）检验量少的反应物是否有剩余 二、化学平衡状态 1．化学平衡状态的特征 2．判断化学平衡状态的依据 （1）本质标志：v正＝v逆 ①同一组分的生成速率和消耗速率相等 ②不同物质的正逆反应速率比等于化学计量数之比 （2）宏观标志：某些量开始变化，后来不变 ①某组分的质量、物质的量、浓度、颜色不再变化 ②反应物的转化率不再变化 （3）限度标志：可逆反应所能达到的最大程度 ①反应物的转化率最大，百分含量最小 ②生成物的产率最大，百分含量最大 3．判断化学平衡状态的常用公式 （1）混合气体的密度：ρ＝＝ （2）混合气体的平均摩尔质量：＝＝ （3）气体状态方程：PV＝nRT · 考点11 反应条件的控制 1.化学反应条件控制的目的 (1)促进有利的化学反应：提高反应速率，提高反应物的转化率即原料的利用率。 (2)抑制有害的化学反应：降低反应速率，控制副反应的发生，减少甚至消除有害物质的产生。 2.化工生产中反应条件的调控 (1)考虑因素 化工生产中调控反应条件时，需要考虑控制反应条件的成本和实际可能性。 (2)实例——合成氨生产条件的选择 · 易错点1 吸热反应和放热反应 (1)需加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如碳和氧气的反应。 (2)放热反应常温下不一定容易发生，如铝热反应。 (3)吸热反应不一定需要加热，如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。 (4)放热(或吸热)过程不一定是放热(或吸热)反应，如冰融化是吸热过程而不是吸热反应。 【判断对错】 (1)镁条在空气中燃烧是放热反应，反应过程中所释放的能量全部转化为热能(　　) (2)相同条件下形成1 mol H—Cl放出的能量与断开1 mol H—Cl吸收的能量相等(　　) (3)H2中H—H断裂是吸热反应(　　) (4)已知Fe与稀盐酸的反应为放热反应，即Fe的能量大于H2的能量(　　) (5)石墨转化为金刚石需要吸收热量，所以金刚石更稳定(　　) 【答案】(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)× · 易错点2 原电池及其判断 【判断对错】 (1)燃料电池是利用燃料的燃烧发电(　　) (2)燃料电池中，燃料在正极上发生氧化反应(　　) (3)氢氧燃料电池将热能直接转变为电能(　　) (4)原电池中正极材料一定发生还原反应(　　) (5)原电池中的负极反应一定是电极材料失电子(　　) 【答案】(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)× · 易错点3 电极方程式的正误判断 【判断对错】 (1)注意电子转移的方向与数目是否正确。如O2-4e-+2H2O===4OH-(　　) (2)注意电极反应式与正负极是否对应。如某电池正极反应式为Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2(　　) (3)注意电极反应式是否符合溶液的酸碱性。如碱性条件下：CH4-8e-+2H2O===CO2+8H+(　　) (4)注意电极产物与电解质溶液是否反应。如铅酸蓄电池负极：Pb-2e-===Pb2+(　　) 【答案】(1)×　(2)×　(3)×　(4)× · 易错点4 反应速率相关判断 【判断对错】 (1)化学反应越快现象越明显。 （ ） (2)v(A)=0.1 mol·L-1·s-1指1 s时c(A)=0.1 mol·L-1。 （ ） (3)同一个化学反应，无论用哪一种物质计算所得化学反应速率的数值均相同。 （ ） (4)当v(A)=6 mol·L-1·min-1、v(B)=0.1 mol·L-1·s-1时，v(A)=v(B)。 （ ） 【答案】(1)×　(2)×　(3)×　(4)√ · 易错点5 反应速率的影响因素 【判断对错】 (1)硫酸的浓度越大，与铁反应产生气体的速率就越快。（ ） (2)相同表面积的铁、铝与同温同浓度的盐酸反应，速率不同。（ ） (3)催化剂一般能加快化学反应的速率。（ ） (4)冰箱能长期储存食品，与其温度低导致化学反应速率慢有关。（ ） 【答案】(1)×　(2)√　(3)√　(4)√ · 易错点6 可逆反应的判断 可逆反应是在相同条件下同时向正、逆两个方向进行的化学反应。其特点是反应物与产物共存，反应进行不彻底。 【判断对错】 (1)化学反应进行完毕之前反应物与产物共存，此时化学反应为可逆反应。( ) (2)化学平衡状态时，反应已经停止。( ) (3)氯气与水反应为可逆反应。( ) (4)正反应先发生，逆反应后发生。( ) (5)水结冰和冰融化互为可逆反应。( ) 【答案】(1)×　(2)×　(3)√　(4)× (5)× · 易错点7 平衡状态的判断 【判断对错】 (1)1 mol N2和3 mol H2在一定条件下可完全生成2 mol NH3(　　) (2)化学反应达到化学平衡状态时正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等(　　) (3)可逆反应达到平衡状态时，各反应物、生成物的浓度相等(　　) (4)化学反应在一定条件下建立平衡状态时，化学反应将会停止(　　) (5)一定条件下，可以通过延长化学反应的时间来改变反应物的最大转化率(　　) 【答案】(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)× · 方法1 放热反应与吸热反应的判断方法 1.从化学键变化的角度判断，如果旧键断裂吸收的能量大于新键形成释放的能量，则该反应为吸热反应，反之则为放热反应。 2.从物质本身具有的能量高低判断，如果反应物的总能量大于生成物的总能量，则该反应为放热反应，反之则为吸热反应。 3.从反应的热效应判断，如果反应后体系温度降低，则该反应属于吸热反应，反之则属于放热反应。 4.从反应的加热方式判断，需要持续加热才能进行的反应一般是吸热反应，如碳酸钙的受热分解;若反应在开始时需要加热，反应开始后不再加热就能继续进行，则该反应为放热反应，如铁与硫的反应。 · 方法2 化学反应中能量变化大小的计算方法 1.根据反应物总能量和生成物总能量计算 ΔE=E(生成物的总能量)-E(反应物的总能量) 2.根据化学键断裂吸收的能量和化学键形成释放的能量计算 ①根据化学方程式确定断键、成键的物质的量。 ②确定断键吸收的总能量和成键释放的总能量。 ③计算反应的能量变化大小 ΔE=E(断键吸收的能量总和)-E(成键释放的能量总和) · 方法3 电极反应式的书写原则和方法 1.书写电极反应式的原则 电极反应式遵循质量守恒、得失电子守恒及电荷守恒，遵循离子方程式的书写规则，两电极反应式相加得电池总化学(或离子)方程式。 2.书写电极反应式的基本方法 (1)类型一　题目给定原电池的装置图，未给总反应式 ①首先找出原电池的正、负极，即分别找出氧化剂和还原剂。 ②结合电解质判断出还原产物和氧化产物。 ③遵循氧化还原反应离子方程式配平原则，写出电极反应式。(注意：电极产物能否与电解质溶液共存，如铅蓄电池的负极铅失电子变为Pb2＋，但Pb2＋与硫酸溶液中的SO不共存，因而负极电极反应式为Pb－2e－＋SO===PbSO4) ④将两电极反应式相加(注意两极得失电子数相等)可得电池总反应式。 (2)类型二　题目中给出原电池的总反应式 ①分析原电池总反应式中各元素的化合价变化情况，找出氧化剂及其对应的还原产物，氧化剂发生的反应即为正极反应；找出还原剂及其对应的氧化产物，还原剂发生的反应即为负极反应。 ②当氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物由多种元素组成时，还应考虑电解质是否参与了反应。 ③若有一个电极反应式较难写出，可先写出较易写出的电极反应式，然后再用总反应式减去该电极反应式即得到另一电极反应式。 · 方法4 化学反应速率大小的比较方法 1.定性比较 通过明显的实验现象(如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢等)来定性判断化学反应的快慢。 2.定量比较 对同一化学反应，用不同物质表示化学反应速率时，数值可能不同。比较时应统一单位。 ①归一法 根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，将用不同物质表示的化学反应速率换算为用同一种物质表示的化学反应速率，最后依据数值大小进行比较。 ②比值法 可通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率大。 · 方法5 化学平衡状态的判断方法 反应 mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) 混合物体系中 各成分的含量 各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定 平衡 各物质的质量或各物质的质量分数一定 平衡 各气体的体积或体积分数一定 平衡 总体积、总压强、总物质的量一定 不一定平衡 正、逆反应速率的关系 v正=v逆 平衡 压强 m+n≠p+q时，总压强一定(恒温恒容)或总体积一定(恒温恒压)或总物质的量一定 平衡 若m+n=p+q，总压强一定或总体积一定或总物质的量一定 不一定平衡 混合气体的平均相对 分子质量() 当m+n≠p+q时，一定 平衡 当m+n=p+q时，一定 不一定平衡 温度 任何化学反应都伴随着能量的变化，当体系温度一定时(其他不变) 平衡 体系的密度(ρ) 密度一定 不一定平衡 其他 如体系颜色不再变化等 平衡 · 方法6 化学平衡状态的思维方法 (1)两审 ①审反应条件：看反应是在恒温恒容还是恒温恒压下进行。 ②审反应特点：看反应物和生成物是否存在固体或液体，看反应前后气体分子总数是否发生变化。 (2)基本方法 · 方法7 化学反应速率与限度的图像分析方法 化学反应速率与化学反应限度问题常以图像题的形式出现，在相关图像的平面直角坐标系中，可能出现的物理量有物质的量、浓度、时间等。解题时，重点是理解图像的意义和特点。 1.关注图像中的“点、线、面” (1)关注“面”——明确研究对象 理解各坐标轴所代表量的意义及曲线所表示的是哪些量之间的关系。弄清楚是物质的量，还是物质的量浓度随时间的变化。 (2)关注“线” ①弄清曲线的走向，是增大还是减小，确定反应物和生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物。 ②分清突变和渐变；理解曲线“平”与“陡”即斜率大小的意义。 (3)关注“点” 解题时要特别关注特殊点，如坐标轴的交点、几条曲线的交叉点、极值点、转折点等。深刻理解这些特殊点的意义。 2.联系规律 如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系，各物质的化学反应速率之比与化学计量数之比的关系，外界条件的改变对化学反应速率的影响规律等。 3.正确判断 根据题干和题目要求，结合图像信息，正确利用相关规律作出正确的判断。 · 方法8 化学反应速率及平衡的相关计算方法 1.列出一个模型——“三段式”思维模型 解答有关化学反应速率和化学平衡的计算题时，一般需要写出化学方程式，列出起始量、变化量及平衡量，再根据题设其他条件和定律列方程求解。如mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，令A、B起始物质的量分别为a mol、b mol，达到平衡后消耗A的物质的量为mx mol。 注意　(1)a、b也可指浓度或气体的体积、压强等。 (2)明确三个量的关系 ①同一反应物：起始量-变化量=平衡量。 ②同一生成物：起始量+变化量=平衡量。 ③各变化量之比=各物质的化学计量数之比。 2.掌握四个公式——“三段式”应用 (1)反应物转化率：A的转化率=×100%。 (2)生成物产率：C的产率=×100%。 (3)平衡混合物某组分的百分含量=×100%。 (4)平衡混合物某气体组分的体积分数=×100%。 学科网（北京）股份有限公司8 / 13 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $